JPS5891722A - 高級脂肪族ω−アミノ酸の連続重縮合方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の対象） 本発明は、高級脂肪族ｆｉ＋−アＥ／酸の連続重縮合方
法及びこれに使用される装置に関するものである。

（背景） １１−アミノウノテカノ酸及び／又は１２−アεノドテ
カノ酸（原料、またはω−アミノ酸ともいう）からなる
得られるポリウノテヵノア２ド（ナイロン１１）やポリ
ドテカアミド（ナイロン１２）は、低温衝撃性、耐薬品
性等がすくれているため有用されている。

そして、このω−アミノ酸からのナイロン１１やナイロ
ン１２は、前記ω−アミノ酸の粉粒体を水に懸濁させた
懸濁物をつくること、該懸濁物を加熱して水を蒸発させ
、ω−アミノ酸を融解すること及び得られたぜ。−アミ
ノ酸融解物を重縮合させることから得られる（英国特旧
第７９０　］、　７０シＪ明細１１）。

ところがこの方法は水を使用しているためその水を蒸発
させて、ｍ−アミノ酸を濃縮するのに多連の熱エネルギ
ーを必要とする。そこで水を使用しないで直接ｍ　−ア
ミノ酸を重縮合することが考えられるが、回分式重縮合
法と異なり連続的な重縮合法にあっては、ｃＩｔ−アミ
ノ酸は扮ｆ☆体であるがためと副１解後直ち（こ重縮合
反応が生ずることから円滑に連続化することができない
という問題を伴なう。

（目的） 本発明の目的はｍ−アミノ酸粉粒体を水に懸濁させるこ
となく、連続的かつ円滑に重縮合させる方法及び装Ｗの
提供にある。

（構成） 本発明の１−記目的は、１１−アミノウノテカノ酸及び
／叉は１２−アミノ１ζテカノ酸からなるポリアミド原
本４の粉粒体を、該原料に対して不活性なガスで包むこ
と、 不活性カスで包まれた前記粉粒体を、液体を同　３− 伴させることなく融解器に供給して融解すること、及び ただちに、０４−アミノ酸の重縮合反応器へ、得られた
融解体の供給を行なって前記原料を加熱重縮合せしめる
こと、特に０１１記融解体の供給を、ポリアミド原料の
粉粒体が融解しはじめてから２０分以内に完了せしめる
ことによって達成される。

またこの方法を効果的に達成せしめるには次の装置を使
用する。即ち １１−アミツウ７デカノ酸及び／又は１２−アミノドデ
カノ酸からなるポリアミド原料の粉粒体を融解して融解
体を得るための融解器、及び該融解体をただちに重縮合
せしめるために、前記融解器に管路を介し、または介す
ることなく接続してなる筒状の重縮合反応器 の少なくとも二つの大要素を包含する重縮合反応装置に
おいて 前記融解器が、次の小要素から構成されている高級脂肪
族ｃｌ＋−アＥ／酸の連続重縮合装置。

　４− （１）１一部に前記粉粒体の供給［１を有し、下部に截
頭円錐状又は角錐状の底部を有し、該底部の截頭部分が
１）１■記粉粒体のυ１１１１　ｒ’ｌをなしている容
器、 （２）　　前記排出し−１のトＦ中心線１・を、実質１
゛、垂直方向に十下動するビストノ、 （３）　　前記１′Ｊ１出［］の下方に連続して設けら
れ、格子状の熱板を内蔵する室であって、その横断面積
が前記υｌ’　ｉｌｉ　ｒ＋の横断面積と等しいか、大
きくなっている前記粉粒体の融解室。

（構成の詳細な説明） 以下具体的に図面（第１図は連続重縮合装置の側面図、
第２図は融解器の縦断面図をそれぞれ示す。第３図は原
料の融解がはじまってからどれ位で重縮合が進むかを示
すグラフである）に沿−）て最初本発明の装置の構造を
、次いでその装置を使っての本発明法を詳述する。

本発明の装置は融解器Ａと重縮合反応器Ｂの二つの大要
素から構成される。融解器Ａは１１−アミツウ７デカノ
酸及び／又は１２−アミノトチカン酸からなるポリアミ
ド原寥１の粉粒体を／Ｍ解して、１）１■記ＩＪＶｔネ
ｌの副１解体を得るためのものである。融解器Ａは、後
述する小要素からなる。

重縮合反応器Ｂは、前記融解体をたｔごち番こ重縮合せ
しめるためのもので、融解体を流通１ζ降させるための
管路を介し、または介することなく融解器と接続してい
る筒状の反応器である。第１図においては管路を介する
ことなく融解器Ａと重縮合反応器Ｉ３とが接続している
様子が描がｉｌている。

融解器Ａは、第２図に示されるように、容器１、ビスト
ノ２及び融解室３の三つの小要素を少なくとも具備して
いる。容器１はその１部に前記ポリアミド原料の粉粒体
４の（Ｊ（給［］５を有し、下部に截頭円錐状又は角錐
状の底部６を本体７の−・部として有している。底部６
の截頭部分８は、粉粒体４が容器１から排出するための
排出］１９となっている。ビスＩ・ノ２は、υｌ’　ｉ
ｌｉ　ｌ　Ｉ９における１″下方向の中心線Ｃトを実質
１垂直方向に１・下動する。１−下動は任意の手段（こ
よって行なイ）イするが、好ましくはエアノリツタ−１
０によって行なわれる。また、ビストノ２は、垂直方向
のｌ　’−’Ｆ動を円滑にし、かつ効率的にその機能を
発揮させるために、ガイド１１の中をＬ下動するように
なっている。ガイド１１は好ましくは、υＩ　ｉｌ’＋
　ＩＩ　９と略同じ横断面形状と大きさをｆＪ−する円
筒状のもので、底部６の高さにおいてはその周囲に粉粒
体４の取入１−１１２が穿れている。ガイド１１は場合
によっては排出１−１９の周囲壁１３を兼ねていてもよ
いし、更（こ排出１］９の延長部分１４を構成してもよ
い。

融解室３は前記粉粒体を融解するための室であって、υ
Ｉ　Ｉｌｉ　ｌ　ｌ　９の１・方に連続して設けられて
おり、その横断面積Ｓｌ　　は、υＩ　Ｉ−Ｉｔ　ｌ　
１９の横断面Ｓ、より大きい。そしてその内部には格子
状の熱板１５を内蔵している。なお１−記における横断
面積Ｓ１　　とはυＩ　ｆｌｉ　Ｉ−１９と熱板１５と
の間の１゜ド位置における任意箇所の横断面積を意味す
る。

従って融解室の上部本体１６は、例えば截頭円錐状をな
しているといえる。そして熱板１５の　７− １・方のＦ部本体１７は融解体を集めやすくするために
紋り構造の底部１８となっておりそ４１に連設している
管路１９は重縮合反応器に接続している。

１記装置による本発明法は、次のごと〈実施さ１１る。

本発明の対象なるポリアミド原ネ゛１は１１−アミノト
チカン酸及び】２−アミノトチカン酸から選ばれる少な
くとも１種のω−アミノ酸の粉粒体である。この原料は
常温で固体であり、かつＣ業的には粉粒体で得ら１１る
。粉粒体の中でも好ましくは平均粒径００５〜４１１１
１の粉体を使用すると本発明の効果が顕著に発揮される
。

本発明の最初の操作は不活性ガスで原ネ１の粉粒体を包
むことである。ここで包むとは粉粒体を火気と遮断した
室、容器に入れて不活性カスをも−）でその容器内の空
気を追い出し粉粒体同志の空隙に不活性ガスを詰めるこ
とを意味する。

かかる操作は容器１の中に才ｊいてもＢｆ能であるが、
好ましくは容器１に粉粒体を供給する１）ＩＩに、　８
− 別個に設けられた容器（図示なし）にわいて実施される
。本発明法においては不活性ガスで粉粒体を包んでから
容器１に供給しないと、後述の融解操作を不活性ガス供
給操作と同時に行なっても粉粒体、特に粉体相し＋′間
の空隙から空気を追い出すことが１−分できず、品質の
劣化１７たポリアミＩ・しか得られないからである。

本発明の第２の操作は不活性ガス包まれた粉粒体を、そ
れに液体を同伴させることなく融解することである。こ
れは容８３１の供給１１５から、粉粒体４を、容器］内
に供給し、容器１内充填された粉粒体４をビストノ２に
、ｌ゛り融解室３・＼押込むことによって達成される。

融解室３への粉粒体４の押込み操作は、ビストノ２をエ
アノリツタ１０の操作により垂直方向に１１動させるこ
とにより行なわれる。ビストノ２を１一方に移動させる
とガイド１１の下方に穿れている取入ｌ１１２からガイ
ド内（こ粉粒体４が入り、それがピスト）２のドアＴ移
動により１・方（こ強制的に下降させられυＩ　ｉｆｆ
　ＩＩ　９より、融解室３に供給される。なお、取入口
１２への粉粒体の供給は、容器１の底部６が戴頭円錐状
または角錐状となっているので、容器１に粉粒体が充填
されておれさえすれば、自動的に行なわれる。

融解室３の横断面積Ｓ１　　が、排出１−１９の横断面
積５２　　より大きくなっているから、排出「１９内の
粉粒体は融解室３内で格子状熱板１５で融解されｔコ量
に相当するｉｔｔご１１、自然に落下し、熱板１５の上
に堆積する。そしてそれが順次融解する。

融解した粉粒体からの融解体は底部１８に集められ管路
１９を介し、重縮合反応器に送られる。

本発明においては、融解体が形成後、２０分以内、好ま
しくは５分以内で融解体が重縮合装置に到達するように
しなければならない。というのは本発明の対象であるＯ
Ｊ−アミノ酸は融解後、前記時間を経過すると重縮合反
応の進行によって、融解室内で重合体が形成し融解室か
ら重縮合反応器へ融解体の移送を不可能にするからであ
る。この現象は従来公知の液体を同伴させて重合する方
法においては液体（水分）が、その重合進行を抑制し認
められない。

重縮合反応Ｕ　（こおいては常圧、加圧、減圧下で２２
０・−２９０”Ｃ１好ましくは２４０〜・２７０°０で
融解体の重縮合反応を行なイ）せると、ポリアミドが得
られる。これは周知の方法で−ｊコんペレットとされる
か、直接繊維状物として製品とされる。

（効果） 本発明の方法および装置によると次の効果が発揮される
。

（１）　　ｔｏ−アミノ酸原料に液体を同伴させること
なく、本誌にて重縮合反応器に直接融解供給することに
よって、同伴液体を重縮合反応器にて除去する必要がな
く、重縮合反応器における加熱エネルギーを削減できる
効果がある。

（２）ＣＩ＋−アミノ酸原料を融解後、重縮合反応器（
こ２０分以内に供給することにより、融解直後より生ず
る、融解液の重縮合反応の進行に−１１− ともなう高粘度化による供給配管での閉塞現象を防止す
ることができ、連続的に、安定してｌｌｌ−アミノ酸原
料を重縮合反応器に供給することができる効果がある。

（３）本発明での融解器を使用することによって、粉粒
状ω−アＥ／酸原料を連続的に安定して融解させ、重縮
合反応器に供給することかできる。

実施例１ 平均粒径２００１／のｒｎ−アミノドデカ／酸粒子内お
よび粒子間に含有される空気を真空吸引−窒素充填法に
よって置換後、第２図に示された融解器にて、３０　ｋ
ｖ　／　ｈｒ　　の融解速度で連続的に融解し、３段加
熱ジャケットを有する内径φ ３００　、高さ３　の円筒型重縮合反応器に連続供給す
る。

融解器の熱板温度は２３０℃に設定され、ビストノの周
期的上下作動により、供給されたｏｒ−ア芝ノドデカノ
酸は熱板格子４こ接触し加熱融解され、融解液は約３０
秒を要して、重縮合反−１２一 応器に連続的に供給される。重縮合反応器の加熱じヤケ
ソトは上段が２６０℃、中段が２５０℃、下段が２４０
℃に保持される。重縮合反応を終ｒした溶融液は、重縮
合反応器から、定量ポンプによって、２７．３　ｋｇ／
　ｈｒ　　の吐出量でストランド状に紡出後・冷却浴に
て冷却されカッターにてペレット状の製品となる。

本装置の運転は極めて安定しており、スタートから約６
ケ月経過後にも、融解器および重縮合反応器とも異常は
なく生産されたペレソＩ・色調も良好であり、ポリマ中
に異物等みられなかつｔこ。

実施例２ （この実施例は融解体を形成しはじめてから、どの程度
の時間内で重縮合反応器へ融解体を移送すべきかを調べ
るものである。） 平均粒径２００　″の粒体状の（Ｕ−アＥ／ウノテカノ
酸を原料とし、本特許記載の融解器を使用し、ｍ−アミ
ノウノテカノ酸を２４０℃で融解し、その融解液の融解
後の時間と粘度を測定し表１および第３図に示す結果を
得た。

融解開始後、本特許請求の範囲の融解後の時間２０分を
経過すると、その融解液の粘度が急激に１−昇し、その
融解液の重縮合反応器への供給が困難になった。融解後
２０分以内の融解液の粘度は、融解器から重縮合反応器
に移送するに関して充分低い粘度であり、融解器から重
縮合反応器に安定かつ容易に供給することができｔこ。

表１　ω−アミツウ７デカノ酸の融解後の粘度−１−昇
性（２３０℃）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の側面図を、第２図は第３図はω
−アｉ／酸粕粉粒体融解後どの位時間がｔコっと重縮合
するかを示すグラフである。 Ａ、融解器　　　　Ｂ゛重縮合反応器 Ｃ゛中心線 １゛容器　　　　　２．ビス１、ン ３：融解室　　　　４：粉粒体 ５゛供給１］６：截頭円錐又は角錐状部８：戴頭部分　
　　９：排出［１ 特許出願人　東　し　株　式　会　社 −１５− −１６−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　１１−アミノトチカン酸及び／又は１２−アミノト
   チカン酸からなるポリアミド原料の粉粒体を、該原木９
   １に対して不活性なガスで包むこと、 不活性ガスで包まれた前記粉粒体を、液体を同伴させる
   ことなく融解器に供給して融解すること、及び、 ただちにω−アミノ酸の重縮合反応器へ、得られた融解
   体の供給を行なって前記原料を加熱重縮合せしめること
   からなる高級脂肪族１＋１−アＥ／酸の連続重縮合方法
   。 ２　融解体の供給を、ポリアミド原料の粉粒体が融解し
   はじめてから２０分以内に完了する特許請求の範囲第１
   項記載の高級脂肪族ＬＩｔ−ア＜ノ酸の連続重縮合方法
   。 ３１１−アミノトチカン酸及び／又は１２−アミノトチ
   カン酸からなるボリア芝；ζ原料の粉粒体を融解して融
   解体を得るｊコめの融解器、及び 該融解体をｔコＩごちに重縮合せしめるｔコめに、前記
   融解器に管路を介し、または介することなく接続してな
   る筒状の重縮合反応器 の少なくとも二つの大要素を包含する重縮合反応装置１
   こおいて 前記融解器が、次の小要素から構成されている高級脂肪
   族ω−アミノ酸の連続重縮合装置。 （１）１部に前記粉粒体の供給口を有し、下部に載頭円
   錐状又は角錐状の底部を有し、該底部の載頭部分が前記
   粉粒体の排出１−１をなしている容器、 （２１ｎｉｌ記排出１］の上下中心線上を、実質上、垂
   直方向に十下動するビストノ、 （３）前記υ１出［］の下方に連続して設けられ、格子
   状の熱板を内蔵する室であって、その横断面積が前記υ
   ｌ　Ｉｔ　ｎの横断面積と等しいか、大きくな−）でい
   る前記粉粒体の融解室。